• Carbon letters
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• 제11권4호
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• pp.336-342
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• 2010

Different oxidation treatments on CNTs using diluted 4.0 M $H_2SO_4$ solution at room temperature and or at $90^{\circ}C$ reflux conditions were investigated to elucidate the physical and chemical changes occurring on the treated CNTs, which might have significant effects on their performance as catalyst supports in PEM fuel cells. Raman spectroscopy, X-ray diffraction and transmission electron microscope analyses were made for the acid treated CNTs to determine the particle size and distribution of the CNT-supported Pt-Ru nanoparticles. These CNT-supported Pt-based nanoparticles were then employed as anode catalysts in PEMFC to investigate their catalytic activity and single-cell performance towards $H_2$ oxidation. Based on PEMFC performance results, refluxed Pt-Ru/CNT catalysts prepared using CNTs treated at $90^{\circ}C$ for 0.5 h as anode have shown better catalytic activity and PEMFC polarization performance than those of the commercially available Pt-Ru/C catalyst from ETEK and other Pt-Ru/CNT catalysts developed using raw CNT, thus demonstrating the importance of acid treatment in improving and optimizing the surface properties of catalyst support.

• 청정기술
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• 제18권4호
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• pp.432-439
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• 2012

백금(Pt)과 루테늄(Ru)의 조성비가 일산화탄소(CO) 산화반응에 미치는 영향을 조사하고자 탄소를 지지체(support)로 사용한 20 wt% 백금과 백금-루테늄 시리즈 촉매(Pt : Ru = 7 : 3, 5 : 5, 3 : 7)를 콜로이드 방법(colloidal method)으로 합성하였다. 다양한 물리 화학적 분석장비인 투과전자현미경(transmission electron microscopy, TEM)과 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD), 에너지 분산형 X-선 분석기(energy dispersive X-ray spectroscopy, EDS)를 이용하여 구조 화학적 특성을 분석하고, X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)을 통해 전자적 특성 변화를 확인하였다. 더불어 일산화탄소 벗김 전압전류실험(CO stripping voltammetry)을 이용하여 전기화학적 거동을 분석하였다. 합성된 촉매들 중 $Pt_5Ru_5/C$가 가장 낮은 개시 전위(vs. Ag/AgCl)와 가장 큰 일산화탄소의 전기화학적 활성화 표면적(CO EAS) 값을 나타냈으며 이를 통해 $Pt_5Ru_5/C$이 일산화탄소의 전기화학적 산화반응에 있어 가장 효과적인 촉매임을 확인하였다. $Pt_5Ru_5/C$의 격자상수 변화를 통한 구조적 특성변화 및 백금 d-밴드의 페르미 레벨 변화를 통한 전자적 특성변화 그리고 이작용기(bifunctional)의 효과가 일산화탄소의 전기화학적 산화반응에 대한 활성을 증진시켰다고 사료된다.

• 전기화학회지
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• 제6권1호
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• pp.13-17
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• 2003

직접 메탄을 연료전지의 음극 촉매로 사용되는 Pt-Ru/C를 솔-젤법을 이용하여 크라이오젤 및 에어로젤 형태로 제조하였다. 탄소의 원료가 되는 유기물의 종류에 따라 B종의 촉매를 제조하였으며 XRD분석에 의해 금속이 탄소담체 위에 고분산되어 있음을 확인하였다. 초임계건조, 탄화. 환원 공정을 거쳐 완성된 에어로젤 촉매의 전극 활성은 Cyclic voltametry를 이용한 half cell test를 통하여 평가하였다. 그 중 Phloroglucinol-Formaldehyde(PF) 형의 촉매가 가장 우수한 활성을 보였으며 내구성 또한 양호하였다.

• 공업화학
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• 제19권4호
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• pp.432-438
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• 2008

Ru/C 촉매를 이용한 p-toluidine (TLD) 선택적 수소화 반응의 특성을 파악하기 위하여 반응 온도, 수소 압력, 촉매량, 반응용매 및 알카리 첨가제와 같은 공정변수들을 변화시켜가면서 반응속도와 생성물 분포에 미치는 영향을 조사하였다. TLD 수소화 반응에서 4-methylcyclohexylamine (MCHA)이 주된 생성물로 얻어졌으며 부반응물로는 bis(4-methyl cyclohexyl) amine (BMCHA)이 주로 생성되었다. MCHA는 온도와 압력의 증가에 따라 감소하였지만, 촉매량에 따라서는 증가함을 나타내었다. 용매의 변화에서는 isopropanol (IPA)에서 가장 좋은 선택도를 나타내었다. 이로부터 TLD 선택적 수소화에 대한 반응 기구를 제시하였다. 알카리염의 첨가는 BMCHA의 생성률을 낮게 하여 MCHA로의 선택도를 증가시켰으며 반응속도 또한 증가시켜주는 효과를 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.247-250
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• 2008

Biomass gasification is a promising technology for producing a fuel gas which is useful for power generation systems. In biomass gasification processes, tar formation often causes some problems such as pipeline plugging. Thus, proper tar treatment is necessary. So far, nickel (Ni)-based catalysts have been intensively studied for the catalytic tar removal. However, the deactivation of Ni-based catalysts takes place because of coke deposition and sintering of Ni metal particles. To overcome these problems, we have been using ruthenium (Ru)-based catalyst for tar removal. It is reported by Okada et al., that a Ru/$Al_2O_3$ catalyst is very effective for preventing the carbon deposition during the steam reforming of hydrocarbons. Also, this catalyst is more active than the Ni-based catalyst at a low steam to carbon ratio (S/C). Benzene was used for the tar model compound because it is the main constituent of biomass tar and also because it represents a stable aromatic structure apparent in tar formed in biomass gasification processes. The steam reforming process transforms hydrocarbons into gaseous mixtures constituted of carbon dioxide ($CO_2$), carbon monoxide (CO), methane ($CH_4$) and hydrogen ($H_2$).

• 청정기술
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• 제23권3호
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• pp.314-324
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• 2017

To verify the viability of Co, Ru and Zr-based catalyst for $CO_2$ (dry) reforming reaction, catalysts were fabricated using cordierite, silicon carbide and rota monolithic substrates, and they were compared with the conventional $Co-Ru-Zr/SiO_2$ catalyst in terms of performance and durability. Cordierite monolith was showed high activity with the least amount of active component. In addition, when Cordierite monolith was coated with Co-Ru-Zr in various ways, most excellent performance was showed at a precursor solution coating method. In particular, when 0.9 wt% Co-Ru-Zr/Cordierite was used for reaction, it was observed that 95% $CO_2$ conversion was maintained for 300 h at $900^{\circ}C$.

• 공업화학
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• 제35권2호
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• pp.134-139
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• 2024

메탄의 수증기 개질 반응에서 Ni 기반 촉매에 귀금속 Ru 및 Pd을 조촉매로 첨가하여 촉매의 활성 및 수소 생산에 미치는 영향을 분석하였다. 합성된 촉매는 허니컴 구조의 금속 모노리스 구조체 표면에 코팅하여 수증기 메탄 개질 반응을 수행하였다. 촉매의 특성은 XRD, TPR 및 SEM으로 분석하였으며 개질 반응 후 가스를 포집하여 GC로 조성을 분석한 후 메탄의 전환율, 수소 수율 및 CO 선택도를 측정하였다. 0.5 wt%의 Ru 첨가는 Ni의 환원 특성을 개선하였고, 99.91%의 메탄 전환율로 향상된 촉매 활성을 나타내었다. 또한, 다양한 공정 조건에 따른 반응 특성을 분석하였으며, 800 ℃의 반응 온도, 10000 h^-1 이하의 공간속도(GHSV), 3 이상의 H₂O와 CH₄의 비(S/C)에서 90% 이상의 메탄 전환율과 3.3 이상의 수소 수율을 얻을 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권12호
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• pp.2139-2152
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• 2007

Ruthenium complex-catalyzed reactions often require highly qualified tuning of reaction conditions with substrates to attain high yield and selectivity of the products. In this review, our strategies for achieving characteristic ruthenium complex-catalyzed co-oligomerization of different alkenes are disclosed: 1) The codimerization of 2-norbornenes with acrylic compounds by new ruthenium catalyst systems of RuCl3(tpy)/Zn [tpy = 2,2':6',2''-terpyridine] or [RuCl2(η6-C6H6)]2/Zn in alcohols, 2) A novel synthesis of 2-alkylidenetetrahydrofurans from dihydrofurans and acrylates by zerovalent ruthenium catalysts, such as Ru(η4-cod)(η6-cot) [cod = 1,5-cyclooctadiene, cot = 1,3,5-cyclooctatriene] and Ru(η6-cot)(η2-dmfm)2 [dmfm = dimethyl fumarate], 3) Regio- and stereoselective synthesis of enamides by Ru(η6-cot)(η2-dmfm)2-catalyzed codimerization of N-vinylamides with alkenes, and 4) Unusual head-to-head dimerization of styrenes and linear codimerization of styrenes with ethylene by Ru(η6-cot)(η2-dmfm)2 catalyst in the presence of primary alcohols.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.459-467
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• 2014

The catalytic steam reforming of toluene, a major component of biomass tar, was studied using several catalysts at various temperatures $400-800^{\circ}C$, kind of metal, and metal loading content. Ru and K promoted Ni-base catalyst were prepared, and used for steam reforming of toluene with steam/toluene molar ratio of 25. Concentration of toluene in reactant flow is $30g/Nm^3$ that is usual content of tar from biomass gasifier. The result from experiments showed that $H_2$ content in product gas and toluene conversion increased with temperature. Where in high temperature range, CO and $CO_2$ content in product gas were affected mainly by Boudouard reaction. Ni/Ru-K(3wt%)/$Al_2O_3$ catalyst showed best performance on steam reforming of toluene than used catalysts in this study at whole temperature. Catalysts have been characterized by XRD, TG. XRD analysis displayed that Ni particle size on Ni/Ru-K (3wt%)/$Al_2O_3$ catalyst was 29.4nm. Activation energy of Ni/Ru-K (3wt%)/$Al_2O_3$ catalyst was calculated 36.8kJ/mol by Arrhenius plot.

• 공업화학
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• 제27권6호
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• pp.659-663
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• 2016

알켄 또는 알킨의 산화 반응이 루테늄 지르코니아 불균일 촉매에 의해 매우 선택적이며 효율적으로 전환되었다. 절단반응을 통해, C-C 이중 결합은 알데히드 관능기로, 삼중 결합은 다이케톤 또는 카르복시산으로 전환되었는데, 다양한 기질들이 $30^{\circ}C$에서 $PhI(OAc)_2$ 산화제와 dichloromethane 및 물(각각 5 mL와 0.5 mL)의 혼합 용매 조건에서 반응이 수행되었다. 사용된 촉매 $Ru(OH)_x/ZrO_2$는 이 절단 반응에 대해 기존의 다른 루테늄 기반 불균일 또는 균일 촉매들보다 더 좋은 활성과 선택성을 보였다. 반응이 진행되는 동안, 제조된 촉매의 기계적인 물성은 안정적이었고, 금속의 침출은 전혀 보이지 않았다. 불포화된 탄화수소들의 산화적 절단에 대해, 합성된 촉매는 여러 번 재사용해도 그 촉매의 성능을 그대로 유지하였다.